淺談電力系統繼電保護技術的現狀與發展

黃詩荔

摘要：對我國電力系統繼電保護技術的現狀進行闡述，并提出繼電保護技術未來的發展趨勢。電力系統繼電保護技術的未來發展必然是以計算機與微處理器作為核心，以系統、網絡、通信等為關鍵。當前，電力系統繼電保護產品正向著數字化、網絡化、智能化的方向快速前進。電力系統作為一個復雜、龐大的系統，一旦其中任何元件發生故障，都會對系統的正常運行帶來不同程度的影響。

關鍵詞：電力系統 繼電保護 數字化

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0203-01

繼電保護作為電力技術中的一個重要環節，對確保電力系統的安全運行，促進社會效益的提高具有重要作用。因此，對電力系統繼電保護技術的現狀與發展進行探討有重要意義。

1 電力系統繼電保護技術的現狀分析

自建國以后，我國繼電保護學科、繼電保護技術從無到有，在十幾年間走過了發達國家走了半個世紀的道路。自50年代起，我國工程技術工作者便積極吸取其它發達國家先進的繼電保護設備性能，掌握其運行技術，與我國實際密切結合，構建了一支不僅具備深厚理論知識而且積攢了大量實踐經驗的繼電保護技術團隊，為我國繼電保護技術隊伍的進一步成長奠定了堅實基礎。直至90年代初，我國繼電保護技術仍處于集成電路保護時代，之后隨著對微機保護裝置的深入研究，在微機保護軟件、算法等方面我國也愈加取得了大量理論成果。從真正意義上來講，我國自90年代，繼電保護技術就已經進入到了微機保護時代。

2 電力系統繼電保護的未來發展趨勢分析

2.1 數字化

隨著我國計算機技術的高速發展，微機保護技術也在愈來愈迅猛的發展。隨之電力系統對微機保護提出的要求也愈來愈嚴格，不僅需要能對基本功能起到保護效用外，還必須具備大容量數據故障信息及數據的長期儲存空間，要求具備極強的通信能力。也就是所，微機保護裝置的功能必須要與PC機相同。例如DigiProII系列的數字式綜合保護劑自動裝置，便適合110kV及以下電力網絡的使用，對輸電線路及電動機、電容器、變壓器等主設備提供控制、監視以及保護等功能。單元化的裝置設計一方面可以使其與一次設備便利配備，另一方面還能實現集中組屏。通過對現場總接線口的規范，支持諸多節點同時工作，以此達到系統級管理與綜合信息共享的目的。該裝置使用的元件-工程-用戶三級可編程模式以及現場可編程技術，使其完全適用于電力系統的PLC功能，彌補傳統方法無法實現二次方案的缺陷。基于此，DigiProII系列數字數式綜合保護自動裝置完全與繼電保護系統未來的發展趨勢相符，可將其作為構成變電及配電自動化系統的基礎設備。其應用優點具體表現在：其一，采用了超大規模的集成電路芯片與高性能數字信號處理器，具有極強的運算、處理能力；其二，超高精度、高速度的交流信號測量；其三，具有極大的故障記錄量，且故障錄波的通道及啟動元件具有可選擇性；其四，可完全、詳盡的記錄故障時間、類型及峰值的保護動作，可掉電保持，為故障的查詢與分析提供便利；其五，電磁干擾吸收元件在關鍵信號回路有配備，具有較好的電磁兼容特性，在惡劣的電磁環境下同樣可以使用；其六，多種通信接口一方面可確保數據的正常傳輸，另一方面還可進行波形、物理數據塊等的實時傳輸；其七，具有完善的自檢功能，便于運行管理工作者對裝置工作情況的實時、正確掌握。（如圖1）

2.2 網絡化

在當前信息時代的環境下，計算機網絡憑借其信息與數據通信工具的作用已經成為重要的技術支柱，對人們的生產、生活造成翻天覆地的變化。就當前實際來看，所有繼電保護裝置只能將保護安裝處的電氣量反應出來，繼電保護的作用也僅限于將故障元件切除、盡量降低事故影響力。這是由于不具備強大的數據通信手段造成的。由于繼電保護的作用除了要求其可以切除故障元件、降低事故影響力之外，還應確保全系統的穩定、安全運行。也就是說，必須要求每個保護單元都可以實現對全系統運行及故障信息數據的共享，繼而重合裝置與各個保護單元在基于對這些信息及數據的分析情況下，進行協調動作，以此來為系統的順利運行提供基礎保障。由此來看，想要實現這種系統保護，最基礎的則應實現計算機網絡對全系統各個主要設備保護裝置的相互聯接，也就是實現繼電保護技術的網絡化。

2.3 智能化

隨著計算機技術的高速發展以及在各個領域中的廣泛應用，在電力系統繼電保護中也得到了普遍運用，在計算機繼電保護中不斷有新的控制原理及方法得到應用，尤其是近些年來，人工智能技術比如模糊邏輯、人工神經網絡以及專家系統等諸多領域都實現了該技術的應用，同時也進一步促進繼電保護的研究更為深入。比如在電力系統繼電保護領域中出現了使用人工神經網絡對故障距離、故障類型的判斷等等。雖然我國當前在電力系統繼電保護中已經有些智能方法取得了一些成果，但究其根本還不甚成熟，尚需深入完善。

3 結語

我國電力系統繼電保護技術已經經歷了長時間的發展，隨著當前計算機及通信技術的不斷進步，將促進繼電保護的更快速發展，未來電力系統繼電保護技術更是會以計算機及微處理器作為核心，其產品向著數字化、網絡化及智能化的方向高速發展。endprint